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電磁感應(yīng)的案例分析
課時(shí)演練促提升
A組
1.
如右圖所示,一水平放置的圓形通電線圈a固定,另一較小的圓形線圈b從a的正上方下落,在下落過程中兩線圈始終保持平行且共軸,則線圈b從線圈a的正上方下落過程中,從上往下看線圈b應(yīng)是( )
A.無感應(yīng)電流,有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
B.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.先有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,后有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D.先有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,后有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
答案:C
2.
如右圖所示,相距為d的兩水平直線L1和L2是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L
L)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)。設(shè)導(dǎo)線框在穿過磁場(chǎng)區(qū)的過程中,不計(jì)空氣阻力,它的上下兩邊保持水平,線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。若線框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí),其加速度a1、a2、a3的方向均豎直向下,則 ( )
A.a1=a3Q2 ,q1=q2 B.Q1>Q2 ,q1>q2
C.Q1=Q2 ,q1=q2 D.Q1=Q2 ,q1>q2
解析:根據(jù)功能關(guān)系,線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功。由F=BIL,I=ER,E=BLv,第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為Q1=W1=F1L2=B2L12vRL2=B2SvRL1。第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為Q2=W2=F2L1=B2L22vRL1=B2SvRL2。由于L1>L2,所以Q1>Q2。由I=qΔt,E=ΔΦΔt,E=IR,聯(lián)立解得:q=ΔΦR。兩次磁通量變化ΔΦ相同,所以q1=q2,選項(xiàng)A正確。
答案:A
5.(2014湖南長(zhǎng)沙檢測(cè))如圖甲所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L=0.20 m,電阻R=1.0 Ω;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于軌道向下,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t關(guān)系如圖乙所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a。
解析:導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),用v表示其速度,t表示時(shí)間,則有v=at ①
桿切割磁感線,將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv ②
在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流I=ER ③
桿受到的安培力F安=IBL ④
根據(jù)牛頓第二定律,有F-F安=ma ⑤
聯(lián)立以上各式,得F=ma+B2L2Rat ⑥
由圖線上取兩點(diǎn)代入⑥式,可解得
a=10m/s2,m=0.1kg。
答案:0.1 kg 10 m/s2
6.(2014北京海淀檢測(cè))用密度為d、電阻率為ρ、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框abba。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間,其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)??烧J(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極之間,磁極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落的過程中保持水平(不計(jì)空氣阻力)。
(1)求方框下落的最大速度vm(設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng))。
(2)當(dāng)方框下落的加速度為g2時(shí),求方框的發(fā)熱功率P。
(3)已知方框下落時(shí)間為t時(shí),下落高度為h,其速度為vt(vt
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